2008 Fiscal Year Annual Research Report
計算地盤工学と鋼構造解析の統合による設計支援ツールの開発:構造物全体系の連成解析
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20760311
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
山川 優樹 Tohoku University, 大学院・工学研究科, 助教 (80324010)
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| Keywords | 計算地盤工学 / 地盤-基礎-上部構造連成系 / 基礎の支持力 / 送電鉄塔 |
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| Research Abstract |
本研究は, 最新の計算力学・地盤工学・鋼構造工学における研究成果を集約して統合型解析ツールを提供し, 新たな知見を実務技術に還元するものであり, (1) 地盤・基礎・上部構造の解析モジュール統合による, 実務活用を前提とした高機能な構造物全体系連成解析システムの構築, (2) 実験・実測結果との比較検証による解析コードの精度向上と実務解析への適用性向上, (3) 現行設計コードとの対比に基づく新たな知見の集約と実務技術へのフィードバック, の3項目から構成される.
研究の初年度にあたり, 本年度は以下の (a)〜(e) に着手した. (a) 実務問題を前提とした高機能な地盤・基礎工解析コードの開発. ここでは,地盤と地中構造との境界における摩擦・接触・剥離挙動の影響を検討し, それが基礎の支持力等にどの程度影響するかを数値解析的に調べた. (b) 地盤材料の大変形・すべりを忠実に取り入れた解析コードの開発. ここでは, 典型的な地盤の破壊形態である「せん断帯」に起因するメゾスケールでの「ひずみ軟化」を忠実に取り入れた解析手法を構築した。具体的には,硬化/軟化を生じるCam-clayモデルについて, 計算精度・効率ともに良好な数値解析コードの開発と性能評価を行った. (c) 座屈・分岐など幾何学的非線形性を考慮した上部構造の数値解析. 橋梁上部工や送電鉄塔など鋼構造の崩壊現象は座屈が支配的である. 送電鉄塔の倒壊を例に挙げ, 幾何学的非線形性を考慮した解析を行い, 部材座屈を伴う複雑な倒壊形態を評価した. (d) 鋼構造の実用解析へ向けたノウハウの蓄積と拡張. ここでは最先端の橋梁解析を手掛けている北田研究室 (大阪市立大学) からの技術供与により, 実務構造解析のノウハウを蓄積した. (e) 実験・実測データとの比較による解析モジュールの精度検証. ここでは,各種方向荷重に対する基礎の数値解析を行い, 支持力の変化挙動を調べた.
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